Vergleich der Eigenschaften von Titan- und Tantalmetallen

Titanmetall:
Titanfestigkeit, Zugfestigkeit aus reinem Titan von bis zu 180 kg/mm2. Die Festigkeit von Stahl ist teilweise höher als die von Titanlegierungen, aber die spezifische Festigkeit von Titanlegierungen (Zugfestigkeit und Dichteverhältnis) ist höher als die von hochwertigem Stahl. Titanlegierungen weisen eine gute Hitzebeständigkeit, Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen und Bruchzähigkeit auf und werden daher häufiger als Teile von Flugzeugtriebwerken und Raketen sowie als Raketenstruktur verwendet. Titanlegierungen können auch als Lagertanks für Kraftstoffe und Oxidationsmittel sowie als Hochdruckbehälter verwendet werden. Mittlerweile werden Titanlegierungen bei der Herstellung von automatischen Gewehren, Mörserplatten und rückstoßfreien Kanonenabschussrohren verwendet. In der Erdölindustrie hauptsächlich für eine Vielzahl von Behältern, Reaktoren, Wärmetauschern, Destillationstürmen, Rohrleitungen, Pumpen und Ventilen. Titan kann als Elektroden, Kraftwerkskondensatoren und Geräte zur Kontrolle der Umweltverschmutzung verwendet werden. Eine Titan-Nickel-Formgedächtnislegierung wird in der Instrumentierung häufig verwendet. In der medizinischen Behandlung kann Titan als künstlicher Knochen und für verschiedene Geräte verwendet werden. Titan ist auch ein Desoxidationsmittel für die Stahlherstellung und ein Bestandteil von Edelstahl und legiertem Stahl. Titandioxid ist ein guter Rohstoff für Pigmente und Farben. Titankarbid, Titankarbid (Wasserstoff) ist eine neue Art von Hartlegierungsmaterial. Titannitrid hat eine goldähnliche Farbe und wird häufig in der Dekoration verwendet.
In der Luftfahrtindustrie werden häufig Titan und Titanlegierungen verwendet, die als „Weltraummetall“ bekannt sind. Darüber hinaus gibt es ein immer breiteres Anwendungsspektrum im Schiffbau, in der chemischen Industrie, bei der Herstellung mechanischer Komponenten, Telekommunikationsgeräten, Hartmetall usw. Darüber hinaus werden Titanlegierungen häufig in der Luftfahrtindustrie eingesetzt.
Da Titanlegierungen außerdem eine gute Verträglichkeit mit dem menschlichen Körper aufweisen, können Titanlegierungen auch als künstlicher Knochen verwendet werden.

Tantalmetall:
Wird in Metalllegierungen verwendet. Tantalpentoxid wird in Kondensatoren verwendet. Tantal wird auch in Schneidwerkzeugen, Vakuumfilamenten und Kameraobjektiven verwendet.
Die Textur von Tantal ist sehr hart, die Härte kann 6-6,5 erreichen. Sein Schmelzpunkt beträgt bis zu 2996 Grad und liegt nach Wolfram und Rhenium an dritter Stelle. Tantal ist formbar und kann zu einer dünnen, fadenförmigen Folie gezogen werden. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient ist sehr klein, pro Grad Celsius dehnt es sich nur um sechs Komma sechs Prozent aus. Darüber hinaus ist es sehr zäh, härter als Kupfer.
Tantal verfügt außerdem über hervorragende chemische Eigenschaften und ist äußerst korrosionsbeständig. Es reagiert weder bei Kälte noch bei Hitze auf Salzsäure, konzentrierte Salpetersäure oder Königswasser. Aber Tantal kann in heißer konzentrierter Schwefelsäure korrodieren, unter 15 0, Tantal wird durch konzentrierte Schwefelsäure nicht korrodiert, nur bei höheren Temperaturen kommt es zu einer Reaktion, in 175 Grad konzentrierter Schwefelsäure für ein Jahr , wurde durch die Dicke von 0.0004 Millimeter korrodiert, Tantal in 200 Grad Schwefelsäure Eintauchen für ein Jahr, die Oberflächenschicht ist nur 0,006 Millimeter beschädigt. Bei 250 Grad erhöhte sich die Korrosionsrate, jedes Jahr korrodierte eine Dicke von 0,116 mm, bei 300 Grad korrodierte es schneller, nach 1 Jahr Eintauchen korrodierte die Oberfläche 1,368 mm. In rauchender Schwefelsäure (mit 15 % SO3) ist die Korrosionsrate schwerwiegender als in konzentrierter Schwefelsäure. Bei 130 Grad Eintauchen in die Lösung über einen Zeitraum von einem Jahr war die Oberfläche korrodiert und hatte eine Dicke von 15,6 mm. Tantal wird auch durch Phosphorsäure bei hohen Temperaturen korrodiert, aber die Reaktion findet im Allgemeinen über 150 Grad statt, in 250 Grad 85 %iger Phosphorsäure, 1 Jahr lang eingetaucht, wurde die Oberfläche 20 mm korrodiert, außerdem war Tantal in der gemischten Säure von Flusssäure und Salpetersäure lassen sich schnell auflösen. Aber Tantal hat mehr Angst vor starkem Alkali. In einer Natronlauge mit einer Konzentration von 110 Grad und einer Konzentration von 40 % löst sich Tantal schnell auf, in der gleichen Konzentration einer Kaliumhydroxidlösung löst sich Tantal schnell auf, solange es bei 100 Grad liegt. Darüber hinaus können allgemeine anorganische Salze Tantal unter 150 Grad nicht korrodieren. Experimente haben gezeigt, dass Tantal bei Raumtemperatur, Alkalilösung, Chlor, Brom, verdünnte Schwefelsäure und viele andere Mittel nicht wirksam sind, sondern nur in der Rolle der Reaktion von Flusssäure und heißer konzentrierter Schwefelsäure. Eine solche Situation kommt bei Metallen relativ selten vor.
Bei hohen Temperaturen wird jedoch der Oxidfilm auf der Oberfläche von Tantal zerstört, sodass es mit einer Vielzahl von Substanzen reagieren kann, und bei Raumtemperatur kann Tantal mit Fluor reagieren. Bei 150 Grad ist Tantal gegenüber Chlor, Brom und Jod inert, bei 250 Grad ist Tantal immer noch korrosionsbeständig gegenüber trockenem Chlor, in dem chlorhaltigen Wasserdampf, der auf 400 Grad erhitzt wird, kann er immer noch hell bleiben, bei 500 Grad beginnt es zu leuchten Tantal und Brom korrodieren bei 300 Grad oder mehr und werden zu Joddampf, wenn die Temperatur die Rotglut erreicht, bevor sie inert sind. Chlorwasserstoff reagiert mit Tantal bei 410 Grad zu Pentachlorid, während Bromwasserstoff mit Tantal bei 375 Grad reagiert. S reagiert mit Ta, wenn es auf 200 Grad oder weniger erhitzt wird, und Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffe reagieren mit Tantal bei 800-1100 Grad.
Tantal hat aufgrund seiner Eigenschaften ein breites Anwendungsspektrum. Bei der Herstellung einer Vielzahl anorganischer Säuregeräte kann Tantal als Ersatz für Edelstahl verwendet werden, was die Lebensdauer von Edelstahl Dutzende Male übersteigt. Darüber hinaus kann Tantal in der Chemie-, Elektronik-, Elektro- und anderen Industriezweigen die bisher vom Edelmetall Platin zu tragende Aufgabe ersetzen, so dass die erforderlichen Kosten erheblich gesenkt werden. Tantal wird zu Kondensatoren verarbeitet, die mit militärischer Ausrüstung ausgestattet sind.